| تعداد نشریات | 287 |
| تعداد نشریات سازمان | 85 |
| تعداد شمارهها | 3,159 |
| تعداد مقالات | 35,108 |
| تعداد مشاهده مقاله | 50,530,234 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 90,478,788 |
بررسی اثر قارچهای اندوفیت جدا شده از گندم در مهار زیستی بیماری پوسیدگی فوزاریومی طوقه و ریشه و ارزیابی برخی شاخص های فیزیولوژیکی آنها | ||
| مهار زیستی در گیاهپزشکی | ||
| دوره 12، شماره 2، اسفند 1403، صفحه 13-31 اصل مقاله (1.13 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/bcpp.2025.370825.399 | ||
| نویسندگان | ||
| زهرا حسین نژاد فوجردی1؛ کامران رهنما* 2؛ جیمز وایت3؛ علیرضا موحدی نائینی4؛ ساره حاتم زاده5 | ||
| 1دانشجوی دکتری بیماری شناسی گیاهی، گروه گیاهپزشکی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. | ||
| 2استاد، گروه گیاهپزشکی، دانشکده تولید گیاهی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. | ||
| 3استاد، بخش بیماری شناسی و زیست شناسی گیاهی دانشگاه راتگرز، نیوجرسی ، نیوبرانزویک آمریکا. | ||
| 4دانشیار، گروه خاک شناسی، دانشکده آب و خاک، دانشگاه علوم کشارزی و منابع طبیعی گرگان، ایران. | ||
| 5پژوهشگر، تحقیق و توسعه شرکت دانش بنیان ساراژن پردیس گرگان، ایران. | ||
| چکیده | ||
| گندم (Triticum aestivum L.) یکی از محصولات راهبردی و قوت اصلی مردم در جهان میباشد. پوسیدگی فوزاریومی طوقه و ریشه (FCR) Fusarium Crown Root ، شایعترین بیماری گندم و دارای اهمیت جهانی است که منجر به کاهش محصول میگردد. استفاده از همزیستی میکروبی مفید گیاهان با هدف بهبود بهره وری، یکی از مهمترین شیوه های کشاورزی پایدار است. مهمترین و موثرترین روشهای مبارزه جایگزین برای حفاظت از بوم نظامهای زراعی و کاهش خطرات ناشی از آن، مهار زیستی با عوامل مختلف از جمله قارچهای اندوفیت میباشد. در این پژوهش ، جدایههای قارچ اندوفیت از برگ، ساقه، غلاف، و نیز قارچ عامل بیماری از طوقه و ریشه بوتههای گندم از مزارع استان گلستان روی محیط کشتهای آگار غذایی به همراه آنتیبیوتیک، جداسازی و خالص سازی شدند. سپس از بین 40 جدایه قارچ اندوفیت به دست آمده، شناسایی مرفولوژیکی و مولکولی با جفت آغازگر ITS5 و ITS4 برای نه جدایه قارچ اندوفیت و نیز یک جدایه قارچ بیمارگر، صورت پذیرفت. ویژگیهای جدایههای اندوفیت به عنوان محرکهای زیستی گیاه از طریق آزمایشهای متعددی مانند: تاثیر آنتاگونیستی نه جدایه قارچ اندوفیت علیه جدایه بیمارگرFusarium pseudograminearum عامل بیماری پوسیدگی طوقه و ریشه ، انحلال روی ، فسفر، تولید سیدروفور و اندازهگیری شاخصهای رشدی گیاه گندم تحت تیمارهای مختلف در گلخانه ارزیابی شد. نتایج این پژوهش نشان داد، در آزمون کشت متقابل، بیشترین میزان درصد بازدارندگی از رشد قارچ عامل پوسیدگی طوقه و ریشه با 69/49، 66/06، 63/68 به ترتیب مربوط به جدایههای Alternaria sp.، Penicillium pancosmium، Alternaria alternata بودند. در روش متابولیتهای فرار، جدایه قارچی A. alternata با 50/78 درصد بیشترین میزان فعالیت بازدارندگی را نشان دادند. در آزمون ترکیبات غیرفرار جدایه A. alternata به ترتیب با 20/59، 28/52، 43/83 درصد در نسبتهای عصاره 10-20-30 درصد دارای بیشترین درصد بازدارندگی از رشد قارچ عامل بیماری بود. در آزمون انحلال فسفات و روی بیشترین میزان به ترتیب مربوط به جدایههای Fusarium acuminatum, P. pancosmium, A. alternata,Turola fici و در سنجش تولید سیدروفور فقط جدایه T. fici دارای توانایی تولید سیدروفور بود. در این بررسی بیشترین درصد کنترل بیماری پوسیدگی طوقه و ریشه گندم در شرایط گلخانه با 23/68 درصد مربوط به جدایه P. pancosmium بود. در اثر متقابل جدایهها، در سطح احتمال یک درصد، تیمار A. alternata بدون عامل بیمارگر به ترتیب با 130/11 ، 58/17، 49/07 درصد موجب بیشترین افزایش شاخصهای رشدی به ترتیب ارتفاع، وزن تر و خشک اندام هوایی و بیشترین میزان افزایش وزن تر و خشک ریشه به ترتیب با 119/76 و 100 درصد نسبت به شاهد آلوده متعلق به تیمار F. acuminatum بدون عامل بیمارگر بود. این جدایههای بومی برای اولین بار از منطقه گلستان، گزارش می شوند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| اندوفیت گندم؛ کنترل بیولوژیک؛ پوسیدگی طوقه و ریشه؛ شاخص رشدی؛ متابولیت فرار؛ فسفر | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Evaluation of Wheat-Derived Endophytic Fungi in the Biological Control of Fusarium Crown and Root Rot and determination of physiological characteristics | ||
| نویسندگان [English] | ||
| zahra Hosseinnejad fujerdi1؛ kamran Rahnama2؛ James F. White3؛ Alireza Movahedi Naeini4؛ Sareh Hatamzade5 | ||
| 1- Ph.D. Student of plant pathology, Department of Plant Protection, Faculty of plant production, Gorgan University of Agricultural sciences and Natural Resources, Iran. | ||
| 2Professor, Department of Plant Protection, Faculty of plant production, Gorgan University of Agricultural sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran. | ||
| 3Department of Plant Biology, School of Environmental and Biological Sciences, Rutgers University, New Brunswick, NJ 08901, USA | ||
| 4Associate Professor., Department of Soil Sciences, Faculty of Water and Soil Engineering, Gorgan University of Agricultural sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran. | ||
| 5Research and Development scientist, Department of Agricultural Sciences, Sara Gene Pardis Co., Gorgan, Golestan, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| Wheat (Triticum aestivum L.) is one of the world’s most strategic crops and a primary staple food for a large portion of the global population. Fusarium crown and root rot (FCR) is the most common disease of wheat and is of global importance, reduces yield and quality of the product. The use of beneficial microbial symbiosis of plants to improve productivity is one of the most important sustainable agricultural practices. One of the most important and effective alternative methods for environment of agroecology protection and reducing their risks is biocontrol using different agents such as endophytic fungi. For this purpose, the endophytic fungal isolates and pathogenic isolates from leaves, pods, stems and roots of wheat plants of Golestan province were isolated and purified on nutrient agar media with antibiotics. Then, out of 40 endophytic fungal isolates obtained, nine endophytic isolates and one pathogenic isolate were morphologically and molecularly identified with the ITS4 and ITS primer pairs. The characteristics of endophyte isolates as plant biostimulants were evaluated through several experiments such as: the antagonistic effect of nine endophyte fungi against the pathogenic Fusarium pseudograminearum isolate, the cause of crown and root rot disease, zinc and phosphorus solubilization, siderophore production, and measurement of wheat plant growth indices under different treatments in the greenhouse.The results showed that, in dual culture method, the highest percentage of inhibition rate against the growth of F. pseudograminearum with 69.49, 66.06, 63.68 were related to the isolates of Alternaria sp., Penicillium pancosmium, and Alternaria alternata, respectively. In the volatile metabolites method, A. alternata with 50.78%. inhibition showed the highest percentage of inhibition of F. pseudograminearum. In the non-volatile compounds test, the A. alternata isolate had the highest percentage of inhibition rate against the growth of F. pseudograminearum with 20.59, 28.52, and 43.83, respectively, in extract ratios of 10-20-30 percent. In the phosphorous and zinc solubilization test, the highest levels were related to the Fusarium acuminatum, P. pancosmium, A. alternata, and Turola fici isolates, respectively, and in the siderifore production assay, only the T. fici isolate had the ability to produce siderifore. In the greenhouse conditions, the highest percentage of control of wheat crown and root rot disease 23.68% was obtained with P. pancosmium. In the interaction of isolates, at the probability level of one percent, the A. alternata treatment without the pathogen caused the greatest increase in growth indices including height, fresh and dry weights of shoots with 130.11, 58.17, and 49.07 percent, respectively, and the greatest increase in fresh and dry weights of roots with 119.76 and 100 percent, respectively, compared to the infected control belonging to the F. acuminatum treatment without the pathogen. This study presents the first report of these native isolates from the Golestan region. . | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Wheat endophyt, Biological Control, Crown and root rot, volatile metabolite, Growth index, phosphorous | ||
| مراجع | ||
|
Akrami, M. & Yousefi, Z. 2015. Biological control of Fusarium wilts of tomato (Solanum lycopersicum) by Trichoderma spp. as antagonist fungi. Biological Forum, 7(1): 887–892. Araghi, M.M. & Rahnama, K. 2008. Evaluation of biological control of Fusarium graminearum by two antagonist fungi Trichoderma virens and Trichoderma harzianum in vitro. Pajouhesh–Va–Sazandegi, 81: 197–199. (In Persian with English summary). Barnett, H.L. & Hunter, B.B. 1998. Illustrated genera of imperfect fungi. vol Ed. 4. American Phytopathological Society (APS Press) Dingle, J. & Mcgee, DA. 2003. Some endophytic fungi reduce the density of pustules of Puccinia recondita f. sp. tritici in wheat. Bilal, L., Asaf, S., Hamayun, M., Gul, H., Iqbal, A., Ullah, I. & Hussain, A. 2018. Plant growth promoting endophytic fungi Aspergillus fumigatus TS1 and Fusarium proliferatum BRL1 produce gibberellins and regulates plant endogenous hormones. Symbiosis, 76(2); 117-127. De Hoog, G.S., Guarro, J., Gene, J. & Figueras, M.J. 2000. Atlas of clinical fungi. 2nd edition. Centraalbureau voor Schimmelcultures, Utrecht, 1126 pp. Dehghanpour-Farashah, S., Taheri, P. & Falahati-Rastegar, M. 2019. Virulence factors of Fusarium spp., causing wheat crown and root rot in Iran. Phytopathologia Mediterranea, 58(1), 115-126. Dennis, C. & Webster, J. 1971. Antagonistic properties of species-groups of Trichoderma: I. Production of non-volatile antibiotics. Transactions of the British Mycological Society, 57 (1), 25-IN3. Etebarian, H.R., Sholberg, P.L., Eastwell, K.C. & Sayler, R.J. 2005. Biological control of apple blue mold with Pseudomonas fluorescens. Canadian Journal of Microbiology, 51(7): 591-598. Fontana, D.C., de Paula, S., Torres, A.G., de Souza, V.H. M., Pascholati, S.F., Schmidt, D.& Dourado Neto, D. 2021. Endophytic Fungi: Biological Control and Induced Resistance to Phytopathogens and Abiotic Stresses. Pathogens, 10(5): 570. Gupta, R., Kumar, R., Al-Qahtani, W.H., & Abdel-Maksoud, M.A. 2024. Exploring the uncharted: Zinc and phosphate solubilization in Zn-P isolates from wheat rhizosphere inceptisols. Journal of King Saud University-Science, 36(11): 103509. Hatamzadeh, S., Rahnama, K., White, J.F., Akbari Oghaz, N., Nasrollahnejad, S. & Hemati, KH. 2022. Investigation of some endophytic fungi from five medicinal plants with growth promoting ability on maize (Zea mays L.). Journal of Applied Microbiology, 134(1): 1–15. Hosseinnejad fujerdi, Z., Rahnama, K., Movahedi, A. & Hatamzadeh, S.2025. First report on the identification of some endophytic fungi of wheat (Triticum aestivum L.) from the fields of Golestan province.25th Iranian Plant Protection Congress, 7-10 Sep, Tehran, Iran. Jaber, L.R. 2018. Seed inoculation with endophytic fungal entomopathogens promotes plant growth and reduces crown and root rot (CRR) caused by Fusarium culmorum in wheat. Planta, 248(6): 1525-1535. Leplat, J., Friberg, H., Abid, M. & Steinberg, C. 2012. Survival of Fusarium graminearum, the causal agent of Fusarium head blight. A review. Agronomy for sustainable development, 33(1): 97-111. Lillbro, M. 2005. Biocontrol of Penicillium roqueforti on grain: A comparison of mode of action of several yeast species (Doctoral dissertation, Sveriges lantbruksuniversitet). Mady, M. & Haggag, E. 2020. Review on fungi of genus Penicillium as a producer of biologically active polyketides. Journal of Advanced Pharmacy Research, 4(2): 33-45. Maghsodloo, R., Taheri, A. & Rahnama, k. 2007. Identification and pathogenicity of Fusarium spp. isolated from root and crown of wheat in Gorgan area. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, 14(2):175-189. Moya, E.A. 2013. Fusarium crown rot disease: biology, interactions, management and function as a possible sensor of global climate change. Ciencia e investigación agraria: revista latinoamericana de ciencias de la agricultura, 40(2): 235-252. Nair, D.N. & Padmavathy, S.J.T.S.W.J. 2014. Impact of endophytic microorganisms on plants, environment and humans. The Scientific World Journal, 2014(1): 250693. Nelson, P.E., Toussoun, T.A. & Marasas, W.F.O. 1983. Fusarium species: an illustrated manual for identification. The Pennsylvania State University Press, University Park. Ofek-Lalzar, M., Gur, Y., Ben-Moshe, S., Sharon, O., Kosman, E., Mochli, E. & Sharon, A. 2016. Diversity of fungal endophytes in recent and ancient wheat ancestors Triticum dicoccoides and Aegilops sharonensis. FEMS microbiology ecology, 92(10): fiw152. Petrucci, A., Khairullina, A., Sarrocco, S., Jensen, D.F., Jensen, B., Jørgensen, H.J.L. & Collinge, D.B. 2023. Understanding the mechanisms underlying biological control of Fusarium diseases in cereals. European Journal of Plant Pathology, 167(4): 453-476. Pharis, R. P. & King, R. W. 1985. Gibberellins and reproductive development in seed plants. Annual review of plant physiology, 36(1): 517-568. Rabiey, M., Ullah, I. & Shaw, M.W. 2015. The endophytic fungus Piriformospora indica protects wheat from fusarium crown rot disease in simulated UK autumn conditions. Plant Pathology, 64(5): 1029-1040. Raghu, G., Rochwerg, B., Zhang, Y., Garcia, C.A.C., Azuma, A., Behr, J. & Schünemann, H.J. 2015. An official ATS/ERS/JRS/ALAT clinical practice guideline: treatment of idiopathic pulmonary fibrosis. An update of the 2011 clinical practice guideline. American journal of respiratory and critical care medicine, 192(2): e3-e19. Rashmi, M., Kushveer, J.S. & Sarma, V.V. 2019. A worldwide list of endophytic fungi with notes on ecology and diversity. Mycosphere, 10(1): 798-1079. Ripa, F.A., Cao, W.D., Tong, S. & Sun, J.G. 2019. Assessment of plant growth promoting and abiotic stress tolerance properties of wheat endophytic fungi. BioMed Research International, 2019(1): 6105865. Rojas, E.C., Jensen, B., Jørgensen, H.J., Latz, M.A., Esteban, P. & Collinge, D.B. 2022. The fungal endophyte Penicillium olsonii ML37 reduces Fusarium head blight by local induced resistance in wheat spikes. Journal of Fungi, 8(4): 345. Răut, I., Călin, M., Capră, L., Gurban, A.M., Doni, M., Radu, N. & Jecu, L. 2021. Cladosporium sp. Isolate as Fungal Plant Growth Promoting Agent. Agronomy, 11(2): 392. Silva, L.I.D., Pereira, M.C., Carvalho, A.M.X.D., Buttrós, V.H., Pasqual, M. & Dória, J. 2023. Phosphorus-solubilizing microorganisms: a key to sustainable agriculture. Agriculture, 13(2): 462. Smiley, R.W. .2010. Fusarium root, crown and foot rots and associated seedling diseases.Pp. 37-39. In: WW Bockus, RL Bowden, RM Hunger, WL Morrill, TD Murray, RW Smilley (eds.). Compendium of Wheat Diseases and Pests. APS Press, USA. Singh, P., Chauhan, P.K., Upadhyay, S.K., Singh, R.K., Dwivedi, P., Wang, J. & Jiang, M. 2022. Mechanistic insights and potential use of siderophores producing microbes in rhizosphere for mitigation of stress in plants grown in degraded land. Frontiers in microbiology, 13: 898979. Syamsia, S., Idhan, A., Firmansyah, A.P., Noerfitryani, N., Rahim, I., Kesaulya, H. & Armus, R. 2021. Combination on endophytic fungal as the plant growth-promoting fungi (PGPF) on cucumber (Cucumis sativus). Biodiversitas Journal of Biological Diversity, 22(3). Toghueo, R.M.K. & Boyom, F.F. 2020. Endophytic Penicillium species and their agricultural, biotechnological, and pharmaceutical applications, 3 Biotech, 10(3): 107. Toghueo, R.M.K. 2020. Bioprospecting endophytic fungi from Fusarium genus as sources of bioactive metabolites. Mycology, 11(1): 1-21. Waller, F., Achatz, B., Baltruschat, H., Fodor, J., Becker, K., Fischer, M., Kogel, K. H. 2005. The endophytic fungus Piriformospora indica reprograms barley to salt-stress tolerance, disease resistance, and higher yield. Proceedings of the National Academy of Sciences. 102(38): 13386-13391. White, J. F., Kingsley, K. L., Zhang, Q., Verma, R., Obi, N., Dvinskikh, S. & Kowalski, K.P. 2019. Endophytic microbes and their potential applications in crop management. Pest management science, 75(10): 2558-2565. Wong, P.T.W., Mead, J.A. & Croff, M.C. 2002. Effect of temperature, moisture, soil type and Trichoderma species on the. Australasian Plant Pathology, 31(3): 253-257. Xu, X.M., Nicholson, P., Thomsett, M.A., Simpson, D., Cooke, B.M., Doohan, F.M. & Edwards, S.G. 2008. Relationship between the fungal complex causing Fusarium head blight of wheat and environmental conditions. Phytopathology, 98(1): 69-78. Zhang, Q., Zhang, J., Yang, L., Zhang, L., Jiang, D., Chen, W. & Li, G. 2014. Diversity and biocontrol potential of endophytic fungi in Brassica napus. Biological control, 72, 98-108. Zhong, L., Niu, B., Tang, L., Chen, F., Zhao, G. & Zhao, J. 2016. Effects of polysaccharide elicitors from endophytic Fusarium oxysporum Fat9 on the growth, flavonoid accumulation and antioxidant property of Fagopyrum tataricum sprout cultures. Molecules, 21(12): 1590. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 68 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 52 |
||